KR101860338B1

KR101860338B1 - Mobile robot

Info

Publication number: KR101860338B1
Application number: KR1020110043163A
Authority: KR
Inventors: 성철모; 백승민; 김명호; 이동훈; 최수욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2018-05-23
Also published as: KR20120125085A

Abstract

본 발명은 이동 로봇에 관한 것으로서, 이동 가능한 로봇본체와, 로봇본체의 하방으로 레이저를 조사하여 로봇본체의 하방을 촬영하여 하방 영상 정보를 검출하는 하방감지부를 구비하고 하방 영상 정보에 기초하여 로봇본체의 이동에 따른 상대 위치를 검출하는 상대위치검출유닛을 구비하여 구성된다. 이에 의해, 바닥재질에 관계없이 정확한 위치를 감지할 수 있어 다양한 실내 공간에 배치될 수 있다.The present invention relates to a mobile robot, and more particularly, to a mobile robot having a movable robot main body and a downward sensing part for sensing downward image information by irradiating a laser beam downward of the robot main body and photographing the lower part of the robot main body, And a relative position detecting unit for detecting a relative position in accordance with the movement of the relative position detecting unit. Accordingly, it is possible to detect the accurate position regardless of the floor material, and can be arranged in various indoor spaces.

Description

Mobile Robot {MOBILE ROBOT}

본 발명은, 이동 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 바닥면의 재질 및 색상에 관계없이 현재위치를 정확하게 감지할 수 있도록 한 이동 로봇에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile robot, and more particularly, to a mobile robot capable of accurately detecting a current position regardless of a material and color of a floor surface.

주지된 바와 같이, 로봇은 인간과 같은 동작을 하는 기계를 의미한다. As is well known, a robot means a machine that operates like a human being.

이러한 로봇은 동일한 동작을 지속적으로 반복할 수 있어 생산수단의 일환으로 산업계에서 비교적 활발하게 이용되고 있다. These robots can be used repeatedly in the industry as a means of production because they can repeat the same operation continuously.

자동제어기술이나 원격조종기술 등이 진보하게 됨에 따라 로봇의 이용분야는 인간에게 부적합한 환경에서 인간을 대신할 수 있는 우주, 해저, 고온이나 저온 등 이상 작업 환경 등으로 점차 확대되고 있다. As the automatic control technology and the remote control technology become more advanced, the use field of the robot is gradually expanding to an abnormal working environment such as a space, a seabed, a high temperature or a low temperature which can substitute for a human being.

최근에는 로봇의 이용분야가 더욱 확대되어 사무용 및/또는 가정용 실내 공간을 이동하면서 특정 기능을 수행하는 이동 로봇이 개발 및 이용되고 있다. 예를 들면, 빌딩의 내부를 이동하면서 특정 영역의 감시 업무를 하는 빌딩감시로봇이 있으며, 안내업무를 수행하는 안내로봇이 있다. 2. Description of the Related Art [0002] In recent years, mobile robots have been developed and used to carry out specific functions while moving in indoor and / or domestic indoor spaces. For example, there is a building monitoring robot that performs a monitoring task of a specific area while moving inside the building, and a guide robot that performs guidance work.

또한, 가정용 이동로봇으로는 실내 공간을 이동하면서 청소를 수행하는 청소로봇 또는 로봇청소기가 있다. In addition, as a home mobile robot, there is a cleaning robot or a robot cleaner that performs cleaning while moving the indoor space.

한편, 이러한 이동 로봇들은 소정의 업무를 수행하기 위해 정확한 위치 파악이 요구된다. On the other hand, these mobile robots are required to accurately grasp the position to perform a predetermined task.

따라서, 본 발명은, 이동 위치를 정확하게 감지할 수 있는 이동로봇을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a mobile robot capable of accurately detecting a moving position.

또한, 본 발명은, 바닥재질에 관계없이 정확한 위치를 감지할 수 있어 다양한 실내 공간에 배치될 수 있는 이동로봇을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a mobile robot which can detect an accurate position regardless of a floor material and can be disposed in various indoor spaces.

본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 이동 가능한 로봇본체; 및 상기 로봇본체의 하방으로 레이저를 조사하고 상기 로봇본체의 하방을 촬영하여 하방 영상 정보를 검출하는 하방감지부를 구비하고, 상기 하방 영상 정보에 기초하여 상기 로봇본체의 이동에 따른 상대 위치를 검출하는 상대위치검출유닛;을 포함하는 이동 로봇을 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a mobile robot comprising: a movable robot body; And a downward sensing unit for irradiating a laser to the lower side of the robot body and detecting downward image information by photographing the lower side of the robot body, wherein a relative position according to the movement of the robot body is detected based on the downward image information And a relative position detection unit.

여기서, 상기 하방감지부는, 상기 바닥면에 레이저 빔을 조사하는 레이저유닛; 및 상기 레이저 빔이 조사된 바닥면을 촬영하여 상기 하방 영상 정보를 획득하는 하방카메라;를 포함하여 구성될 수 있다. Here, the downward sensing unit may include a laser unit for irradiating the bottom surface with a laser beam; And a downward camera that captures the bottom surface irradiated with the laser beam to acquire the downward image information.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저를 조사하여 하방 영상 정보를 검출하고 이에 기초하여 이동에 따른 상대 위치를 검출하는 상대위치검출유닛을 구비함으로써, 이동 위치를 정확하게 감지할 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, by providing the relative position detecting unit for detecting the downward image information by irradiating the laser and detecting the relative position according to the movement based on the detected downward image information, .

또한, 하방영상정보 획득 시 가시광선을 이용하지 아니하고 레이저를 이용함으로써 실내 공간의 조명의 밝기 차에 기인한 감지 오차가 발생할 염려가 없다. In addition, there is no fear that a detection error due to the brightness difference of the illumination of the indoor space occurs by using the laser without using the visible light when acquiring the downward image information.

또한, 실내 공간의 조명의 밝기 차에 대응하여 일일이 광량을 조절할 필요가 없다. Further, it is not necessary to individually adjust the amount of light corresponding to the brightness difference of the illumination of the indoor space.

또한, 하방영상정보 획득 시 가시광선을 이용하지 아니하고 레이저를 이용함으로써 바닥의 재질에 따른 제약이 발생하지 아니하여 다양한 실내 공간에 배치될 수 있어 사용자의 편의를 제고시킬 수 있다. In addition, since the visible light is not used in acquiring the downward image information, the use of the laser does not cause restriction according to the material of the floor, so that it can be arranged in various indoor spaces.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇의 단면도,
도 2는 도 1의 이동로봇의 사시도,
도 3은 도 1의 저면 사시도,
도 4는 도 2의 하방감지부의 확대도,
도 5는 도 1의 이동로봇의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a sectional view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a perspective view of the mobile robot of Fig. 1,
FIG. 3 is a bottom perspective view of FIG. 1,
FIG. 4 is an enlarged view of the lower sensing unit of FIG. 2,
5 is a block diagram schematically showing the configuration of the mobile robot of FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇은, 기설정된 구역의 바닥면을 주행가능한 로봇본체(110)와, 상기 로봇본체(110)의 하방으로 레이저를 조사하고 상기 로봇본체(110)의 하방을 촬영하여 하방 영상 정보를 검출하는 하방감지부(151)를 구비하고, 상기 하방 영상 정보에 기초하여 상기 로봇본체(110)의 이동에 따른 상대 위치를 검출하는 상대위치검출유닛(150)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 로봇본체(110)는 수행 업무에 따라 빌딩 내의 특정 영역을 감시하는 빌딩감시로봇, 또는 안내 업무를 수행하는 안내로봇 또는 청소 업무를 수행하는 청소로봇 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 이하에서는, 상기 로봇본체(110)는 바닥면(105)을 따라 주행하면서 청소를 수행하는 청소 로봇 또는 로봇청소기로 구성된 경우를 예를 들어 설명한다. 1 to 3, a mobile robot according to an embodiment of the present invention includes a robot main body 110 capable of traveling on a floor of a predetermined zone, And a downward sensing unit (151) for sensing the downward image information by photographing the lower part of the robot body (110) and detecting a relative position of the robot body (110) based on the downward image information And a relative position detection unit 150 for detecting the relative position. Here, the robot main body 110 may be any one of a building monitoring robot for monitoring a specific area in a building according to a task, a guidance robot for performing a guidance service, or a cleaning robot for performing a cleaning task. Hereinafter, the robot main body 110 will be described as a cleaning robot or a robot cleaner that performs cleaning while traveling along the bottom surface 105.

상기 로봇본체(110)는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이스(111)와, 상기 케이스(111)에 대해 회전 가능하게 결합되는 휠(115)을 구비하여 구성될 수 있다.The robot main body 110 may include a case 111 defining a receiving space therein and a wheel 115 coupled to the case 111 to be rotatable.

상기 케이스(111)는 소정 두께를 가지는 대략 원반형상으로 구성될 수 있다. The case 111 may have a substantially disc shape having a predetermined thickness.

상기 케이스(111)의 저부에는 복수의 휠(115)이 구비될 수 있다. A plurality of wheels 115 may be provided on the bottom of the case 111.

상기 휠(115)은 바닥면(105)과 마찰접촉되고 구동력을 구비한 구동휠(116)을 구비할 수 있다. 이에 의해, 상기 로봇본체(110)의 주행이 가능할 수 있다. 상기 구동휠(116)은 복수 개로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 구동휠(116)은 2개로 구성될 수 있다. The wheel 115 may include a driving wheel 116 frictionally contacting the bottom surface 105 and having a driving force. Thus, the robot main body 110 can be driven. The driving wheels 116 may be composed of a plurality of driving wheels. For example, the driving wheel 116 may be composed of two.

상기 각 구동휠(116)은 회전축이 동일 선상에 배치되게 구성될 수 있다. The driving wheels 116 may be arranged so that their rotational axes are arranged on the same line.

상기 구동휠(116)은 상기 케이스(111)의 저부 중앙 양 측에 각각 배치될 수 있다.The driving wheels 116 may be disposed on both sides of the center of the bottom of the case 111, respectively.

상기 각 구동휠(116)의 일 측에는 상기 구동휠(116)에 구동력을 제공하는 구동모터(118)가 각각 구비될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 각 구동휠(116)의 회전속도를 동일하게 하면 상기 로봇본체(110)는 전방 또는 후방으로 주행할 수 있고, 두 구동휠(116)의 회전속도를 달리하면 상기 로봇본체(110)의 주행 방향을 전환할 수 있다. A driving motor 118 may be provided on one side of the driving wheels 116 to provide a driving force to the driving wheels 116. According to this configuration, when the rotational speeds of the driving wheels 116 are made the same, the robot main body 110 can travel forward or backward. When the rotational speeds of the two driving wheels 116 are different, It is possible to switch the traveling direction of the vehicle 110.

상기 휠(115)은 상기 케이스(111)에 대해 회전 가능하게 구비되는 보조휠 또는 안내휠(117)(이하, "안내휠(117)"이라 표기함)이 구비될 수 있다. 상기 안내휠(117)은 상기 구동휠(116)의 위치를 고려하여 적절한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 안내휠(117)은 상기 구동휠(116)과 상호 협조적으로 상기 로봇본체(110)를 안정적으로 지지하는 위치에 배치될 수 있다. 이에 의해, 상기 로봇본체(110)의 기울어짐이 발생하지 아니하므로 상기 로봇본체(110)의 주행이 원활하게 될 수 있다. 상기 안내휠(117)은 적어도 하나 이상으로 구성될 수 있다.The wheel 115 may be provided with an auxiliary wheel or a guide wheel 117 (hereinafter, referred to as a "guide wheel 117") provided rotatably with respect to the case 111. The guide wheel 117 may be disposed at an appropriate position in consideration of the position of the driving wheel 116. For example, the guide wheel 117 may be disposed at a position for stably supporting the robot main body 110 in cooperation with the driving wheel 116. As a result, the robot main body 110 is not tilted, so that the robot main body 110 can smoothly run. The guide wheel 117 may be composed of at least one or more.

상기 로봇본체(110)의 저부에는 바닥면(105)의 물질을 흡입할 수 있게 흡입노즐(121)이 마련될 수 있다. 상기 흡입노즐(121)에는 회전브러시 또는 애지테이터(125)(agitator)(이하,"애지테이터(125)"로 표기함)가 구비될 수 있다. 이에 의해 바닥면(105)의 이물질의 흡입이 용이하게 될 수 있다. A suction nozzle 121 may be provided at the bottom of the robot body 110 to suck the material of the bottom surface 105. The suction nozzle 121 may be provided with a rotating brush or an agitator 125 (hereinafter referred to as "agitator 125"). As a result, the suction of the foreign matter on the bottom surface 105 can be facilitated.

상기 로봇본체(110)의 내부에는 상기 흡입노즐(121)과 연통되어 이물질이 수집되는 집진부(126)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 집진부(126)는 먼지봉투를 구비하여 구성될 수 있다. The robot main body 110 may include a dust collecting part 126 communicating with the suction nozzle 121 to collect foreign substances. For example, the dust collecting unit 126 may include a dust bag.

상기 집진부(126)의 일 측에는 공기의 통과(배출)는 허용하고 공기 중의 이물질을 포집(필터링)하는 필터(127)가 구비될 수 있다. A filter 127 may be provided on one side of the dust collecting unit 126 to allow passage of air (discharge) and collect (filter) foreign substances in the air.

상기 로봇본체(110)의 내부에는 공기 및 이물질을 흡입할 수 있게 팬모터 또는 흡입팬(130)(이하, "흡입팬(130)"이라 표기함)이 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 흡입팬(130)은 상기 필터(127)의 일 측에 구비될 수 있다. A fan motor or a suction fan 130 (hereinafter referred to as a "suction fan 130") may be installed inside the robot body 110 to suck air and foreign matter. For example, the suction fan 130 may be provided on one side of the filter 127.

상기 흡입팬(130)은, 흡입력을 발생시키는 임펠러(131) 및 상기 임펠러(131)에 회전력을 제공하는 모터(electric motor)(135)를 구비할 수 있다. The suction fan 130 may include an impeller 131 for generating a suction force and a motor 135 for providing a rotational force to the impeller 131.

이러한 구성에 의하여, 상기 흡입팬(130)이 회전을 개시하면 상기 흡입노즐(121)을 통해 내부로 공기 및 이물질이 흡입될 수 있다. 상기 흡입노즐(121)을 통해 내부로 흡입된 이물질은 상기 집진부(126)의 내부에 포집되고, 상기 집진부(126)를 경유한 공기는 상기 필터(127)를 통과하면서 공기 중의 미세 먼지 또는 미세 이물질이 포집될 수 있다. 상기 필터(127)를 통과한 공기는 상기 흡입팬(130)을 경유하여 상기 케이스(111)의 외부로 배출될 수 있다.With this configuration, when the suction fan 130 starts to rotate, air and foreign matter can be sucked into the inside through the suction nozzle 121. [ The foreign matter sucked into the inside through the suction nozzle 121 is collected in the dust collecting part 126. The air passed through the dust collecting part 126 passes through the filter 127 and becomes fine dust or fine foreign matter Can be captured. The air passing through the filter 127 can be discharged to the outside of the case 111 via the suction fan 130.

상기 로봇본체(110)의 내부에는 전기 부품에 전원을 제공하는 배터리(136)가 구비될 수 있다. 상기 배터리(136)는 충전 및 방전이 가능한 2차 전지로 구성될 수 있다.Inside the robot body 110, a battery 136 for supplying power to the electric parts may be provided. The battery 136 may be a secondary battery capable of charging and discharging.

상기 로봇본체(110)에는 주행 시 장애물을 감지할 수 있게 장애물감지센서(137)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 로봇본체(110)가 상기 장애물을 회피하면서 청소 구역을 청소할 수 있다. 상기 장애물감지센서(137)는 예를 들면, 상기 로봇본체(110)의 전방 및/또는 측방에 구비될 수 있다. 상기 장애물감지센서(137)는, 예를 들면, 초음파 센서(Supersonic Sensor), 적외선 센서(Infra Red Sensor), 알에프(RF:Radio Frequency)센서 중 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. The robot main body 110 may be provided with an obstacle detection sensor 137 so as to detect an obstacle when traveling. Thus, the robot main body 110 can clean the cleaning area while avoiding the obstacle. The obstacle detection sensor 137 may be provided on the front and / or the side of the robot body 110, for example. The obstacle detection sensor 137 may include any one of a supersonic sensor, an infra red sensor, and an RF (radio frequency) sensor, for example.

한편, 상기 로봇본체(110)의 상면에는 상기 로봇본체(110)의 상방을 촬영할 수 있게 상방카메라(141)가 구비될 수 있다. On the upper surface of the robot body 110, an upper camera 141 may be provided to photograph the upper part of the robot body 110.

상기 상방카메라(141)는 실내 바닥면(105)의 임의의 위치에서 상방의 모든 영역, 예를 들어 천장의 모든 영역을 촬영할 수 있게 넓은 화각(예를 들면 160도 이상)의 렌즈(167)를 구비하여 구성될 수 있다. The upper camera 141 is provided with a lens 167 having a wide angle of view (for example, 160 degrees or more) so as to capture all the upper areas, for example, the entire area of the ceiling at an arbitrary position on the indoor floor 105 As shown in FIG.

상기 로봇본체(110)의 상면에는 조작 신호 및/또는 데이터를 입력할 수 있게 입력부(175)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 입력부(175)는 복수의 입력버튼(176)을 구비하여 구성될 수 있다. An input unit 175 may be provided on the upper surface of the robot body 110 to input operation signals and / or data. For example, the input unit 175 may include a plurality of input buttons 176.

상기 로봇본체(110)의 상면에는 소정의 정보를 표시하는 디스플레이부(177)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 디스플레이부(177)는 현재위치, 청소 상황 등을 포함한 정보를 외부에 표시할 수 있다. A display unit 177 for displaying predetermined information may be provided on the upper surface of the robot main body 110. For example, the display unit 177 can display information including the current position and the cleaning status on the outside.

상기 로봇본체(110)의 저부에는 상기 로봇본체(110)의 하방으로 레이저를 조사(照射)하여 상기 로봇본체(110)의 하방을 촬영하여 하방 영상 정보를 검출하는 하방감지부(151)가 구비될 수 있다. The lower part of the robot main body 110 is provided with a downward sensing part 151 which irradiates a laser to the lower part of the robot main body 110 and photographs the lower part of the robot main body 110 to detect downward image information .

상기 하방감지부(151)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 바닥면(105)에 레이저 빔을 조사하는 레이저유닛(155)과, 상기 레이저 빔이 조사된 바닥면(105)을 촬영하여 상기 하방 영상 정보를 획득하는 하방카메라(165)를 구비하여 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 로봇본체(110)가 주행하는 실내 공간의 조명(조도)과 관계없이 바닥면(105)의 정확한 영상 정보를 획득할 수 있다. 4, the downward sensing unit 151 includes a laser unit 155 for irradiating the bottom surface 105 with a laser beam and a bottom surface 105 irradiated with the laser beam And a downward camera 165 for acquiring the downward image information. Thus, it is possible to acquire accurate image information of the bottom surface 105 regardless of the illumination (illuminance) of the indoor space in which the robot main body 110 travels.

상기 레이저유닛(155)은 복수 개로 구성될 수 있다. 복수의 레이저유닛(155)은 바닥면을 향해 경사지게 장착되어 기설정된 각도로 레이저빔을 조사할 수 있다.The laser unit 155 may be composed of a plurality of laser units. The plurality of laser units 155 can be inclined toward the bottom surface to irradiate the laser beam at a predetermined angle.

상기 레이저유닛(155)은, 레이저 빔을 조사하는 레이저다이오드(156)와, 상기 레이저다이오드(156)의 구동을 위한 구동회로(157)를 구비할 수 있다. 상기 구동회로(157)는 상기 레이저다이오드(156)의 일 측에 연결될 수 있다. The laser unit 155 may include a laser diode 156 for emitting a laser beam and a drive circuit 157 for driving the laser diode 156. The driving circuit 157 may be connected to one side of the laser diode 156.

상기 레이저유닛(155)은 적외선 레이저(Infra Red Ray laser)로 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 로봇본체(110)가 주행하는 바닥면(105)의 재질(예를 들면, 대리석, 광택마루, 유리 등) 및/또는 색상과 관계없이 바닥면(105)의 정확한 영상 정보를 획득할 수 있다. The laser unit 155 may be configured as an Infra Red Ray laser. Thus, accurate image information of the bottom surface 105 is acquired regardless of the material (for example, marble, polished floors, glass, etc.) and / or color of the floor surface 105 on which the robot main body 110 travels can do.

여기서, 가시광선 조명(예를 들면, 엘이디(LED))을 이용하여 바닥면(105)을 촬영하는 이미지센서의 경우, 대리석, 광택마루 등과 같은 반사 재질의 바닥면(105)에서는 신호가 끊기는 현상이 발생할 수 있다. 이에 기인하여, 가시광선을 이용하여 촬영하는 이미지센서는 바닥면(105)의 재질에 따라서는 정확한 위치 감지가 곤란하게 될 수 있다. Here, in the case of an image sensor that photographs the bottom surface 105 using visible light illumination (for example, an LED), the bottom surface 105 of a reflective material such as marble, Can occur. Due to this, it is difficult to accurately detect the position of the image sensor using visible light, depending on the material of the bottom surface 105.

이에 반해, 본 하방감지부(151)는 바닥면(105)에 레이저를 조사하여 반사된 이미지(적외선)를 촬영하여 하방 영상 정보를 획득하기 때문에 가시광선의 반사와 관계되는 바닥면(105)의 재질 및 색상에 영향을 받지아니하고 상기 로봇본체(110)의 이동에 따른 정확한 상대위치의 검출이 가능할 수 있다. On the other hand, the downward sensing unit 151 irradiates the laser on the bottom surface 105 to capture the reflected image (infrared ray) to acquire the downward image information, so that the material of the bottom surface 105 related to the reflection of the visible ray It is possible to detect an accurate relative position according to the movement of the robot main body 110 without being influenced by the color and the color.

상기 하방카메라(165)는, 상기 레이저 빔이 조사된 바닥면(105)을 촬영할 수 있게 구성되는 이미지센서(166)와, 상기 광축선방향을 따라 상기 이미지센서(166)의 전방에 배치되는 렌즈(167)를 구비할 수 있다. The downward camera 165 includes an image sensor 166 configured to photograph the bottom surface 105 irradiated with the laser beam and a lens 166 disposed in front of the image sensor 166 along the optical axis direction. (167).

상기 이미지센서(166)는 수신된 빛(예를 들면 적외선)을 전기신호로 변환하여 출력(또는 저장)하는 씨씨디(CCD:Charge Coupled Device) 이미지센서 또는 시모스(CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이지지센서로 구성될 수 있다. The image sensor 166 may be a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) that converts received light (for example, infrared rays) into electric signals and outputs And a ground sensor.

상기 이미지센서(166)는 상기 레이저 빔이 조사된 바닥면(105)에 대해 광축선이 거의 수직으로 정렬될 수 있게 배치될 수 있다. The image sensor 166 may be disposed so that the optical axis line is aligned substantially vertically with respect to the bottom surface 105 irradiated with the laser beam.

상기 이미지센서(166)는 피씨비(PCB:Printed Circuit Board, 인쇄회로기판)(168)에 통전 가능하게 연결될 수 있다. The image sensor 166 may be electrically connected to a PCB (Printed Circuit Board) 168.

상기 하방감지부(151)는 상기 레이저유닛(155) 및 상기 하방카메라(165)를 각각 지지하는 프레임(171)을 더 구비하여 구성될 수 있다.The downward sensing unit 151 may further include a frame 171 for supporting the laser unit 155 and the downward camera 165, respectively.

상기 프레임(171)은 상기 로봇본체(110)의 하방 일정 영역에 레이저 빔이 조사되게 상기 레이저유닛(155)을 지지할 수 있게 레이저유닛지지부(172)를 구비할 수 있다. The frame 171 may include a laser unit support unit 172 to support the laser unit 155 such that a laser beam is irradiated onto a predetermined area below the robot main body 110.

상기 레이저유닛지지부(172)는 복수 개로 구성될 수 있다.The laser unit support unit 172 may be composed of a plurality of laser units.

예를 들면, 상기 레이저유닛지지부(172)는 상기 하방카메라(165)의 광축선을 사이에 두고 서로 대향 배치되게 형성될 수 있다.For example, the laser unit support unit 172 may be disposed so as to be opposed to each other with the optical axis of the lower camera 165 interposed therebetween.

상기 프레임(171)은 상기 레이저 빔이 조사된 영역을 촬영할 수 있게 상기 하방카메라(165)를 지지할 수 있는 하방카메라지지부(174)가 구비될 수 있다. 상기 하방카메라지지부(174)는 상기 이미지센서(166) 및 렌즈(167)를 지지하게 구성될 수 있다. The frame 171 may be provided with a downward camera support portion 174 capable of supporting the downward camera 165 to photograph the region irradiated with the laser beam. The downward camera support 174 may be configured to support the image sensor 166 and the lens 167.

한편, 본 이동로봇은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어프로그램이 구비된 제어유닛(190)을 구비하여 구성될 수 있다. 5, the present mobile robot may include a control unit 190 having a control program.

상기 제어유닛(190)은 상기 로봇본체(110)의 주변 위치를 감지하여 환경지도를 생성하게 구성될 수 있다. The control unit 190 may be configured to generate an environment map by sensing a peripheral position of the robot body 110.

상기 제어유닛(190)은 소정의 정보를 저장하는 저장유닛(195)을 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 저장유닛(195)에는 상기 로봇본체(110)의 주변 환경지도,및/또는 상기 로봇본체(110)의 주행 경로 등이 저장될 수 있다. The control unit 190 may include a storage unit 195 for storing predetermined information. For example, the storage unit 195 may store a map of a surrounding environment of the robot body 110 and / or a traveling path of the robot body 110.

본 이동로봇은 상기 로봇본체(110)의 위치를 감지하는 위치감지유닛을 구비하여 구성될 수 있다. The present mobile robot may include a position sensing unit for sensing the position of the robot body 110.

상기 위치감지유닛은, 예를 들면, 상기 로봇본체(110)의 상방을 촬영한 상방 영상 정보로부터 특징점을 추출하여 절대 위치를 검출하는 절대위치검출유닛(140)과, 상기 로봇본체(110)의 하방을 촬영한 하방 영상 정보로부터 상대 위치를 검출하는 상대위치검출유닛(150)을 구비하여 구성될 수 있다. The position detection unit includes an absolute position detection unit 140 for detecting an absolute position by extracting a feature point from the upside image information photographed above the robot body 110, And a relative position detection unit 150 for detecting a relative position from downward image information photographed downward.

상기 절대위치검출유닛(140)은, 상기 로봇본체(110)의 상방을 촬영하는 상방카메라(141)와, 상기 상방카메라(141)에 의해 촬영된 상방 영상 정보로부터 특징점을 추출하는 특징점추출유닛(145)을 구비할 수 있다. The absolute position detection unit 140 includes an upper camera 141 for photographing the robot body 110 and a feature point extraction unit for extracting feature points from the upper image information photographed by the upper camera 141 145).

상기 제어유닛(190)은, 상기 절대위치검출유닛(140)에 의해 검출된 절대위치와, 상기 상대위치검출유닛(150)에 의해 검출된 상대위치에 기초하여 환경지도를 생성할 수 있게 구성될 수 있다. The control unit 190 is configured to be capable of generating an environment map based on the absolute position detected by the absolute position detection unit 140 and the relative position detected by the relative position detection unit 150 .

예를 들면, 상기 제어유닛(190)은 SLAM(Simultameous Localization and Mapping) 등을 구비하여 위치 검출 및 환경 지도 생성을 동시에 수행하게 구성될 수도 있다. For example, the control unit 190 may be configured to simultaneously perform position detection and environment map generation by providing SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) or the like.

상기 제어유닛(190)에는 상기 절대위치검출유닛(140) 및 상기 상대위치검출유닛(150)이 각각 제어가능하게 연결될 수 있다. The absolute position detection unit 140 and the relative position detection unit 150 may be controllably connected to the control unit 190, respectively.

상기 제어유닛(190)에는 상기 구동모터(118) 및 상기 흡입팬(130)이 각각 제어가능하게 연결될 수 있다. 이에 의해, 상기 로봇본체(110)가 작업 영역(또는 청소 영역)을 주행하거나 주행하면서 청소를 수행할 수 있다. The control unit 190 may be controllably connected to the driving motor 118 and the suction fan 130, respectively. As a result, the robot main body 110 can perform cleaning while traveling or traveling in a work area (or a cleaning area).

상기 제어유닛(190)에는 조작 신호 및 데이터를 입력할 수 있게 입력부(175)가 제어가능하게 연결될 수 있다. An input unit 175 may be controllably connected to the control unit 190 so as to input operation signals and data.

상기 제어유닛(190)에는 소정의 정보를 외부에 표시할 수 있게 디스플레이부(177)가 제어가능하게 연결될 수 있다. The display unit 177 can be controllably connected to the control unit 190 so that predetermined information can be displayed externally.

이러한 구성에 의하여, 상기 제어유닛(190)은 상기 절대위치검출유닛(140)을 제어하여 상방 영상정보로부터 특징점을 추출하여 절대위치가 검출되게 하고, 이 절대위치에 기초하여 환경지도를 생성할 수 있다.With this configuration, the control unit 190 controls the absolute position detection unit 140 to extract the minutiae from the upper image information to detect the absolute position, and to generate the environment map based on the absolute position have.

상기 제어유닛(190)은 상기 상대위치검출유닛(150)을 제어하여 상기 하방감지부(151)에 의해 검출된 하방 영상정보로부터 주행에 따른 상대위치를 검출할 수 있다. The control unit 190 may control the relative position detection unit 150 to detect the relative position of the vehicle based on the downward image information detected by the downward sensing unit 151. [

상기 제어유닛(190)은, 상대위치를 근거로 상기 절대위치를 보정하여 새로운 환경지도를 작성할 수 있다. 이때, 상기 하방감지부(151)는 가시광선이 아닌 레이저(예를 들면 적외선 레이저)를 이용하여 상기 로봇본체(110)가 주행하는 바닥면(105)을 촬영하므로, 상기 로봇본체(110)의 주변 조명(조도)에 의한 해상도의 저하가 발생하지 아니하고 높은 해상도를 유지할 수 있다. 또한, 가시광선의 반사와 주로 관계되는 바닥면(105)의 재질(예를 들면 대리석, 광택마루 등)에 기인한 신호 끊김 현상이 발생하지 아니하고 정확한 상대 위치를 검출할 수 있다. The control unit 190 can create a new environment map by correcting the absolute position based on the relative position. At this time, the lower sensing unit 151 photographs the floor surface 105 on which the robot main body 110 travels by using a laser (for example, an infrared laser) rather than visible light, It is possible to maintain a high resolution without causing deterioration of resolution due to ambient illumination (illumination). In addition, it is possible to detect an accurate relative position without causing a signal interruption due to a material (for example, marble, polished floors, etc.) of the bottom surface 105 which is mainly related to the reflection of the visible ray.

한편, 상기 제어유닛(190)은 상기 로봇본체(110)를 상기 바닥면(105)을 따라 이동시키고, 상기 바닥면(105)의 청소를 수행될 수 있도록 상기 환경지도에 기초하여 상기 구동모터(118) 및 흡입팬(130)을 제어할 수 있다. The control unit 190 moves the robot main body 110 along the bottom surface 105 and drives the driving motor 150 based on the environment map so that the bottom surface 105 can be cleaned. 118 and the suction fan 130 in accordance with the present invention.

상기 제어유닛(190)은 상기 디스플레이부(177)를 제어하여 청소 진행 상황 등을 외부에 표시할 수 있다. The control unit 190 may control the display unit 177 to display the progress of cleaning and the like on the outside.

이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다. The foregoing has been shown and described with respect to specific embodiments of the invention. However, the present invention may be embodied in various forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof, so that the above-described embodiments should not be limited by the details of the detailed description.

또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.Further, even when the embodiments not listed in the detailed description have been described, it should be interpreted broadly within the scope of the technical idea defined in the appended claims. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

105 : 바닥면 110 : 로봇본체
111 : 케이스 115 : 휠
116 : 구동휠 117 : 안내휠
118 : 구동모터 121 : 흡입노즐
125 : 애지테이터 126 : 집진부
127 : 필터 130 : 흡입팬
136 : 배터리 137 : 장애물감지센서
140 : 절대위치검출유닛 141 : 상방카메라
145 : 특징점추출유닛 150 : 상대위치검출유닛
151 : 하방감지부 155 : 레이저유닛
165 : 하방카메라 166 : 이미지센서
171 : 프레임 172 : 레이저유닛지지부
175 : 입력부 176 : 버튼
177 : 디스플레이부 190 : 제어유닛
195 : 저장유닛105: bottom surface 110: robot body
111: Case 115: Wheel
116: drive wheel 117: guide wheel
118: drive motor 121: suction nozzle
125: Agitator 126: Dust collector
127: filter 130: suction fan
136: Battery 137: Obstacle detection sensor
140: Absolute position detection unit 141: Upper camera
145: feature point extracting unit 150: relative position detecting unit
151: Downward detection unit 155: Laser unit
165: downward camera 166: image sensor
171: Frame 172: Laser unit support
175: input unit 176: button
177: Display unit 190: Control unit
195: storage unit

Claims

A robot main body capable of running on a bottom surface of a predetermined zone; And
And a relative position detection unit for detecting a relative position of the robot body based on the downward image information, wherein the downward sensing unit detects downward image information of the robot body,
The down-
A frame formed on a lower side of the robot body;
A plurality of laser units mounted on the frame at an inclination toward the bottom surface and irradiating the bottom surface with a laser beam at a predetermined angle;
And a downward camera for photographing a bottom surface irradiated with the laser beam to acquire the downward image information,
The down-
An image sensor configured to photograph a bottom surface irradiated with the laser beam; And
And a lens disposed in front of the image sensor along an optical axis line of the downward camera,
The frame includes:
A lower camera support for supporting the image sensor and the lens; And
And a plurality of laser unit supporting portions disposed so as to face each other with an optical axis line of the downward camera interposed therebetween,
A suction nozzle formed at a bottom of the robot body;
A rotary brush rotatably installed on the suction nozzle;
A dust collecting part communicating with the suction nozzle and collecting foreign substances on the bottom surface; And
And a suction fan provided inside the robot body for sucking air and foreign matter adsorbed by the rotating brush through the suction nozzle into the dust collecting part.

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